西安电子科技大学计组实验报告.docxVIP

西安电子科技大学 计算机组织与体系结构 课程实验报告 实验名称 计算机组织与体系结构 成 绩 计算机 学院 1503013 成 绩 姓名 陈宁 学号 同作者 罗超 实验日期 2017 年 9 月 24 日 实验地点 E-II-311 实验批次 第二批 指导教师评语： 指导教师： 年 月 日 实验报告内容基本要求及参考格式 一、实验目的 二、实验所用仪器（或实验环境） 三、实验基本原理及步骤（或方案设计及理论计算） 四、实验数据记录（或仿真及软件设计） 五、实验结果分析及回答问题（或测试环境及测试结果） 一．实验目的 1．深入理解基本模型计算机的功能、组成知识； 2．深入学习计算机各类典型指令的执行流程； 3．学习微程序控制器的设计过程和相关技术，掌握LPM_ROM的配置方法。 4．在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将单元电路组成系统，构造一台基本模型计算机。 5．定义五条机器指令，并编写相应的微程序，上机调试，掌握计算机整机概念。掌握微程序的设计方法，学会编写二进制微指令代码表。 6．通过熟悉较完整的计算机的设计，全面了解并掌握微程序控制方式计算机的设计方法。 二．实验原理 1．在部件实验过程中，各部件单元的控制信号是人为模拟产生的，而本实验将能在微过程控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定的功能。实验中，计算机数据通路的控制将由微过程控制器来完成，CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期，全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一个微程序。 本实验采用六条机器指令： 本实验采用六条机器指令：SUB（二进制减法），CLR（数据清零），R0+1（自加一）、CPL（取反）、OR(取或），R0-1（自减），其指令格式如下（最高4位二进制数为操作码）： （1）指令格式 采用寄存器直接寻址方式，其格式如下： 位 7654 32 10 功能 OP-CODE rs rd 其中，OP-CODE为操作码，rs为源寄存器，rd为目的寄存器，并规定： Rs或rd 选定的寄存器 00 01 10 R0 R1 R2 助记符 机器指令码 Addr地址码 功能说明 IN ADD addr STA addr OUT addr JMP addr 00H 1 0HXX H 2 0HXX H 3 0H XX H 4 0H XX H “INPUT”中的数据→R0 R0+[addr]-R0 R0 - [addr] [addr] - BUS addr→PC 图6-1 数据通路框图1,存储器读操作（KRD）：下载实验程序后按总清除按键（CLR）后，控制台SWA、SWB为“0 0”时，可对 图6-1 数据通路框图 2,存储器写操作（KWE）：下载实验程序后按总清除按键（CLR）后，控制台SWA、SWB为“0 1”时，可对RAM连续手动写操作。 3、启动程序（RP）：下载实验程序后按总清除按键（CLR）后，控制台SWA、SWB为“1 1”时，即可转入到微地址“01”号“取指令”微指令，启动程序运行。 SWB SWA 控制台指令 0 0 1 0 1 1 读内存（KRD） 写内存（KWE） 启动程序（RP） 根据以上要求设计数据通路框图，如图5-1所示。 表6-1 24位微代码定义： 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 987 6 5 4 3 2 1 S3 S2 S1 S0 M Cn WE A9 A8 A B C uA5 uA4 uA3 uA2 uA1 uA0 表6-2 A、B、C各字段功能说明： A字段 B字段 C字段 15 14 13 选择 12 11 10 选择 9 8 7 选择 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 LDRi 0 0 1 RS-B 0 0 1 P（1） 0 1 0 LDDR1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 LDDR2 0 1 1 0 1 1 1 0 0 LDIR 1 0 0 1 0 0 P（4） 1 0 1 LOAD 1 0 1 ALU-B 1 0 1 LDAR 1 1 0 LDAR 1 1 0 PC-B 1 1 0 LDPC 24位微代码中各信号的功能 (1) uA5—uA0：微程序控制器的微地址输出信号，是下一条要